물리 중1 ~ 물리학 Ⅱ 1단계 · 난이도 하

탄성력 Elastic Force

추를 마우스로 잡고 아래로 당기거나 위로 밀어 보세요

모양이 변한 물체가 원래 모양으로 되돌아가려는 성질을 탄성이라 하고, 이때 물체가 되돌아가려고 작용하는 힘을 탄성력이라고 합니다.

💡 탄성력의 방향은 변형시킨 힘과 반대이고, 크기는 변형된 정도가 클수록 커집니다.

같은 힘으로 당겨도 용수철에 따라 늘어나는 정도가 다릅니다.

변형 상태 원래 모양

변형된 정도 0.0 cm

탄성력의 방향 —

탄성력의 크기 없음

탄성 한계 안에서 용수철이 늘어난 길이 x는 매단 힘 F에 정비례합니다.

F = k x

💡 F–x 그래프의 기울기가 곧 용수철 상수 k(N/m)입니다. 기울기가 클수록 잘 늘어나지 않는 뻣뻣한 용수철입니다.

용수철 1개를 매달았습니다.

매단 추 0 개 (50 g씩)

추의 무게 F 0.00 N

늘어난 길이 x 0.0 cm

            측정한 용수철 상수 k
            — N/m
          

용수철을 x만큼 변형시키는 데 한 일이 탄성 퍼텐셜 에너지로 저장됩니다.

E_p = ½kx² · T = 2π√(m/k)

💡 F–x 그래프 아래 넓이가 곧 E_p입니다. 단진동의 주기는 진폭과 무관합니다(등시성).

진폭 A20 cm

질량 m0.50 kg

용수철 상수 k20 N/m

운동 E_k

0.000

탄성 E_p

0.000

역학적 E

0.000

이론 주기 T 0.99 s

측정 주기 T — s

공기 저항 (감쇠)

진폭이 다른 진자와 비교